Come... creare il report dei giunti
Introduzione
In una struttura in acciaio ci possono essere molti nodi diversi, e la progettazione dei collegamenti è uno degli aspetti più onerosi e delicati.
A partire dalla versione 10.95, CSE consente di creare un report dei "giunti" in PDF.
Decomponendo i nodi in giunti, ovvero in collegamenti a due tra una membratura e un'altra, uno slave e un master, è possibile avere delle consistenti economie di scala, pur di fare l'ipotesi che l'elemento master possa essere progettato disgiuntamente, ovvero tenendo conto degli effetti che gli slave provocano su di esso ad uno ad uno. Sebbene ciò non sia mai rigorosamente verificato, esiste tuttavia una ampia casistica di situazioni nelle quali gli slave vanno a impegnare parti diverse e lontane tra loro del master, cosicché risulta effettivamente possibile progettare i giunti indipendentemente.
Per semplicità si supponga che in una struttura, molte volte una IPE200 si connetta a 90° con una IPE300, consegnando solo un taglio. Questo è quindi un giunto identico che si ripete in parecchie istanze nella struttura. Risulta allora di estremo interesse poter conoscere:
•quali e quanti sono in totale tutti i giunti diversi della struttura
•quante sono le ripetizioni di ogni particolare giunto
•dove sono
•quali sono le azioni interne massime con le quali poter progettare una volta sola, in modo che vada bene dovunque, ogni giunto.
A queste domande risponde il report dei giunti, che naturalmente funziona in modo generale, e quindi anche con collegamenti a momento o con controventi caricati solo assialmente.
Si tratta di uno strumento molto utile che migliora sensibilmente il raggio di azione di C.S.E..
Le necessarie condizioni per la creazione del report
Il comando che crea il report dei giunti è JNodi-Crea Report Giunti. Il comando crea un file PDF e lo apre automaticamente. Perché il comando possa funzionare correttamente:
1.Il modello deve essere stato importato da fuori.
2.Deve essere stato installato PDFLATEX
3.Devono essere stati cercati i JNodi con il comando JNodi-Cerca!.
Per quanto riguarda la installazione del modulo PDFLATEX, vale quanto segue.
Per poter creare PDF è necessario installare il pacchetto gratuito MikTex, che si trova a questo indirizzo:
La installazione del pacchetto consentirà di avere a disposizione una applicazione, denominata pdflatex. La creazione del PDF avviene in due passi, entrambi automatici.
Il primo passaggio, a carico di CSE, consiste nella creazione di un file LateX©. Tale file ha estensione "tex", si chiama "MODELLO.CSE.JOINT_REPORT.TEX" e viene creato nella cartella del modello.
Il secondo passaggio, a cura di un eseguibile esterno denominato pdflatex installato con MikTex, consiste nella trasformazione del file .tex nel file "MODELLO.CSE.JOINT_REPORT.pdf". Questo file viene poi fatto aprire da Acrobat Reader se questo è presente nel computer.
Terminologia
Un jnodo è una struttura di dati che descrive un certo numero di connessioni ideali elementari tra membrature. Ogni membratura è individuata dalla sua sezione, dal suo materiale, dal fatto di essere trave o biella, dalle sue eccentricità, dai suoi svincoli, dalla sua orientazione nello spazio. Normalmente, nei jnodi gerarchici, che sono la maggior parte, una membratura "master" funge da supporto per una o più membrature "slave" a questa connesse. La unione elementare tra due membrature, uno slave a un master, è detta giunto. Se il nodo del jnodo è vincolato, esiste anche il giunto tra la membratura master e il riferimento. Quindi, in un jnodo con n membrature, ci sono (n-1) giunti elementari se il nodo del jnodo non è vincolato, ed n giunti elementari se lo è.
I jnodi possono essere eguali: membrature identiche come sezione e materiale, si incontrano nello spazio nello stesso modo (mutue orientazioni, giaciture). In questo caso, il jnodo è unico, ma ha più istanze. Ogni istanza del jnodo corrisponde a un diverso nodo del modello agli elementi finiti.
Anche i giunti possono essere eguali. Può accadere, e in generale accade, che giunti eguali si trovino in jnodi diversi, o in diverse istanze dello stesso jnodo.
Se un certo giunto si ripete un certo numero di volte identico nella struttura, esso ha più istanze. Le istanze del giunto sono cosa diversa dalle istanze dei jnodi.
I giunti vengono marcati con un identificatore di sei zeri o uni. Ciascuna cifra, 0 o 1, è in relazione con una componente di azione interna dello slave, nella successione N, T2, T3, M1, M2, M3. Uno zero implica che l'inviluppo della corrispondente azione interna sia in modulo inferiore all'1% della capacità della sezione. Se questa condizione non è verificata vi è un uno. Osservando la marca si capisce subito che azioni interne il giunto deve sostenere:
100000 solo azione assiale
001000 solo taglio T3
101000 azione assiale e taglio
000000 tutte le azioni interne sono blande
Alla marca corrisponde un tipo secondo la seguente codifica:
100000 Axial
010000 Shear2 (T2)
001000 Shear 3 (T3)
011000 Shear23
110000 AxialShear2
101000 AxialShear3
111000 AxialShear23
xxxx10 Bending2
xxxx01 Bending3
xxxx11 Bending23
La descrizione viene fatta utilizzando una sigla in cui il primo gruppo di lettere si riferisce al master, il secondo gruppo di lettere allo slave. Valgono i seguenti significati:
•BE beam, trave
•CO column, colonna
•90 angolo di 90 gradi
•COF collegamento sulla flangia della colonna
•COW collegamento sull'anima della colonna
•CONSTR vincolo
•POF post, (elemento verticale secondario) flangia
•POW post, anima
•VBRA controvento in piano verticale
•HBRA controvento in piano orizzontale
•BRAHALO controvento a 90 gradi ma sghembo (controvento orizzontale su colonna)
Due giunti sono eguali non solo se lo sono geometricamente, ma anche se la loro marca è identica. Ciò implica che giunti caricati differentemente siano considerati a priori diversi: anche se una IPE200 e una IPE300 si incontrano allo stesso modo, ad esempio, se un giunto è 101000 e un altro geometricamente identico giunto è 001000, essi non saranno considerati eguali.
La struttura del report
La prima tabella enumera i giunti trovati dando per ciascuno di essi:
•la marca della modalità di carico
•la sezione del master
•la sezione dello slave
•la descrizione
•il tipo
•il numero di istanze di quel giunto
La seconda sezione dà per ogni giunto le sue istanze. Il giunto è individuato dalla marca della modalità di carico, seguita da un numero progressivo "_1", "_2", eccetera.
Nella tabella di ogni giunto viene dato:
•il numero progressivo del giunto
•la marca completa del giunto
•il numero di istanza del giunto
•la marca del jnodo dove si trova il giunto
•il numero della istanza del jnodo dove si trova il giunto
•la posizione della membratura nel jnodo
La ultima sezione si riferisce all'inviluppo delle massime azioni interne per ciascun giunto. E' una sezione molto utile per facilitare la progettazione dei collegamenti.
Per ogni giunto viene data una tabella dove si trova:
•Il numero progressivo del giunto
•La sezione del master
•La sezione dello slave
•La istanza del giunto
•I massimi di ciascuna delle 6 sollecitazioni elementari, nel sistema di riferimento locale dello slave.
L'uso del report
Una volta creato il report dei giunti, sarà possibile avere una lista completa dei diversi giunti della struttura, avendo chiaro per ciascuno di essi quali sollecitazioni massime debbano essere portate. Si potranno così progettare i collegamenti del giunto (bulloni, saldature, piatti) applicando poi le connessioni trovate a tutte le ripetizioni del giunto nella struttura.
La progettazione dei nodi viene quindi a essere decomposta nella progettazione di giunti, la quale presenta, ovviamente, una considerevole semplificazione.
Si tratta quindi di una informazione preziosa, che risparmia molto lavoro al progettista, consentendogli anche di concentrarsi sui giunti più frequenti e quindi più onerosi in termini di peso. La esatta fotografia dei giunti presenti nella struttura è uno strumento di grande utilità per la progettazione dei nodi, anche perché in questo modo il lavoro può facilmente essere smistato e partizionato, senza perdere di vista il quadro complessivo.
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